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Transistors à effet de champ MOSFET

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Transistors MOSFET canal N et canal P, en boîtier traversant TO-220, TO-247, TO-3P ou en CMS SOT-23, pour commuter des charges, piloter des moteurs et faire de l'alimentation à découpage.

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Choisir le bon MOSFET

Un MOSFET se commande en tension sur la grille, pas en courant comme un transistor bipolaire : une fois saturé, il se comporte comme un interrupteur à faible résistance. Trois chiffres décident de presque tout : la tension drain-source maximale (Vds), le courant drain (Id) et la résistance à l'état passant (Rds-on). Prenez une marge d'au moins 1,5 à 2 fois sur la tension réellement présente dans le montage, surtout avec une charge inductive.

  • Basse tension, fort courant : pour du 12 V, de l'onduleur ou un pont en H, les classiques IRFZ44N, IRF3205, IRF1404 ou 75NF75 offrent une Rds-on faible et donc peu d'échauffement.
  • Haute tension : pour un hacheur, un ballast ou une alimentation à découpage sur le secteur redressé, regardez du côté des IRF740, FQPF8N60, IRFP460 ou FQA60N60 (500 à 900 V).
  • Commande directe par microcontrôleur : avec une sortie 3,3 V ou 5 V, il faut un MOSFET à seuil logique comme l'IRLZ44N, ou un petit signal 2N7000 / BS170 ; sinon ajoutez un driver du type TC426CPA ou IR21571.
  • Canal P : pour commuter côté positif (high-side) ou protéger contre l'inversion de polarité — AO3401 en SOT-23, IRF4905 ou IRFP9240 en puissance.

Pensez aussi au refroidissement : au-delà de quelques watts dissipés, un radiateur est nécessaire, et le boîtier isolé TO-220F évite la rondelle mica. Les autres familles de transistors se trouvent dans Transistors et DIAC.

Questions fréquentes

Quelle différence entre un MOSFET canal N et un canal P ?

Le canal N conduit quand la grille est portée au-dessus de la source et se place en général du côté négatif de la charge (low-side) ; c'est le plus courant car sa résistance est plus faible. Le canal P conduit quand la grille est tirée sous la source et sert surtout à commuter la ligne positive ou à protéger de l'inversion de polarité.

Peut-on commander un IRFZ44N directement avec un Arduino ?

Pas vraiment : l'IRFZ44N est spécifié à 10 V sur la grille et reste partiellement ouvert avec 5 V, ce qui le fait chauffer sous fort courant. Préférez une version à seuil logique comme l'IRLZ44N, ou ajoutez un driver de grille.

Que signifie la Rds-on et pourquoi est-ce important ?

C'est la résistance du MOSFET quand il conduit. Les pertes valent I² × Rds-on : avec 20 A, passer de 50 mΩ à 5 mΩ fait chuter la dissipation de 20 W à 2 W, d'où l'intérêt des références à faible Rds-on pour les forts courants.

Quel MOSFET choisir pour remplacer celui d'une alimentation à découpage ?

Relevez la référence d'origine et respectez la tension (souvent 600 V ou plus pour du 220 V redressé), le courant et le type de boîtier. Une référence équivalente doit avoir une Vds et un Id au moins égaux, et une Rds-on et une charge de grille proches pour ne pas perturber le driver.

Pourquoi deux MOSFET au même courant n'ont-ils pas le même prix ?

Le prix suit surtout la tension de claquage, la Rds-on, la technologie du boîtier et le fabricant d'origine. Un composant haute tension à faible résistance en boîtier TO-247 coûte plus qu'un petit SOT-23 de signal.